Il existe deux types de régulateurs de tension : les régulateurs linéaires et les régulateurs à découpage.

Les régulateurs linéaires utilisent des dispositifs actifs (BJT ou MOSFET) de passage du courant (en série ou en parallèle) contrôlés par un amplificateur différentiel à gain élevé. Il compare la tension de sortie à une référence de tension de précision et ajuste le dispositif de passage pour maintenir une tension de sortie constante.

Un régulateur de commutation convertit une tension d'entrée continue en une tension de commutation qui est appliquée à un commutateur MOSFET ou BJT de puissance. La tension de sortie filtrée de l'interrupteur de puissance est renvoyée à un circuit qui contrôle l'activation et la désactivation de l'interrupteur de puissance, de sorte que la tension de sortie reste constante quelles que soient les variations de la tension d'entrée ou du courant de charge.

2 Quelles sont les topologies des régulateurs à découpage ?

Il existe trois topologies courantes : buck, boost et buck/boost. Les autres topologies comprennent les topologies flyback, SEPIC, Cuk, push-pull, forward, full-bridge et half-bridge.

3 Comment la fréquence de commutation affecte-t-elle la conception du régulateur ?

Des fréquences de commutation plus élevées permettent aux régulateurs d'utiliser des inductances et des condensateurs plus petits. Cela signifie également des pertes de commutation plus élevées et un bruit de circuit plus important.

4 Quelles sont les pertes des régulateurs à découpage ?

La puissance nécessaire pour allumer et éteindre le MOSFET entraîne des pertes et est associée au circuit d'attaque de la grille du MOSFET. De même, la commutation d'un état conducteur à un état non conducteur prend un certain temps et génère donc une dissipation de puissance du MOSFET. En outre, l'énergie nécessaire pour charger et décharger la capacité de la grille du MOSFET entre la tension de seuil et la tension de la grille entraîne également des pertes.

5 Quelles sont les applications courantes des régulateurs linéaires et à découpage ?

Pour une tension d'entrée et de sortie donnée, la dissipation de puissance d'un régulateur linéaire est proportionnelle au courant de sortie, de sorte que le rendement typique peut être de 50 % ou moins. En optimisant le dispositif, les régulateurs à découpage peuvent atteindre un rendement de 90 %. Cependant, le bruit de sortie d'un régulateur linéaire est beaucoup plus faible que celui d'un régulateur à découpage pour les mêmes exigences de tension et de courant de sortie. Généralement, les régulateurs à découpage peuvent piloter des charges de courant plus élevées que les régulateurs linéaires.

6 Comment un régulateur à découpage contrôle-t-il sa sortie ?

Un régulateur à découpage doit modifier sa tension de sortie d'une manière ou d'une autre en réponse aux variations de la tension d'entrée et de sortie. Une approche consiste à utiliser la modulation de largeur d'impulsion (PWM) pour contrôler l'entrée de l'interrupteur de puissance associé, ce qui permet de contrôler son temps de commutation (rapport cyclique). Pendant le fonctionnement, la tension de sortie filtrée du régulateur est renvoyée au contrôleur MLI pour contrôler le rapport cyclique. Si la sortie filtrée change, la rétroaction appliquée au contrôleur MLI modifie le rapport cyclique afin de maintenir une tension de sortie constante.

7 Quelles sont les spécifications de conception importantes pour un circuit intégré de régulation ?

Les paramètres de base sont la tension d'entrée, la tension de sortie et le courant de sortie. En fonction de l'application, d'autres paramètres peuvent également être importants, tels que la tension d'ondulation de sortie, la réponse transitoire de la charge, le bruit de sortie et le rendement. Les paramètres importants des régulateurs linéaires sont la perte de charge, le PSRR

(rapport de réjection de l'alimentation) et le bruit de sortie.